[发明专利]棉花雄性不育胞质和可育胞质的分子标记及应用

说明书

技术领域

本发明涉及棉花细胞质雄性不育胞质和可育胞质的分子标记。具体地，本发明涉及利用RFLP技术筛选棉花细胞质雄性不育胞质和可育胞质的分子标记的方法，以及公布了所述分子标记的序列。另外，本发明公开了所述分子标记在棉花育种特别是“三系”抗虫棉育种中的应用。

背景技术

棉花(G.hirsutum)是我国重要的经济作物。长期以来，棉花杂交种生产需要进行人工去雄，这项工作费时费力。利用不育系、保持系、恢复系进行“三系配套”育种可以大大提高棉花育种的效率。2005年本课题组建成我国第一个优质、高产、抗虫棉花三系育种体系，总体技术达到国际领先水平。利用该项技术体系，本课题组已培育了大量的优质棉花品系。

细胞质雄性不育(CMS)是指植物不能产生有功能花粉的现象。1962年，美国育种家Meyer选育出棉花两个胞质雄性不育系，但不育性不稳定，很难用于制种。1973年他又选出一个具有哈克尼西棉胞质的雄性不育系，不育性稳定，已三系配套，但恢复系的恢复能力弱。后来发现了加强修饰恢复基因，并将该基因转育到相应的恢复系中，提高了恢复系的恢复能力。1985年贾占昌用海岛棉和陆地棉进行杂交，育成细胞质雄性不育系104-7A，不育度100％，不育性稳定。本课题组所用的不育系P30A是通过保持系P30B与104-7A多代回交后得到的高代不育系。恢复系Y18R是原不抗虫256R恢复系与sGK321A不育系杂交，从分离的可育后代中经过多代自交，得到的具有杂交优势的恢复系，其胞质为不育胞质。

迄今为止，只有水稻、玉米、小麦、高粱、矮牵牛、小萝卜、向日葵、油菜、甜菜等植物的不育基因被克隆出来，它们均为线粒体上的嵌合基因。但棉花不育基因的成功克隆尚未见报道，相关研究报道也较少。巩养仓等分析了哈克尼西棉不育系和保持系线粒体基因组的差异，发现atpA，nad6，coxIII等基因的杂交条带存在差异，并在不育系atpA基因编码序列后发现一段486bp的特异序列。

利用分子标记进行辅助选择育种，不仅减少了盲目性，而且可以减少连锁累赘，提高选择效率。目前常用的分子标记技术依其所用的分子生物学技术，大致可以分为以Southern杂交技术为核心的分子标记和以PCR技术为核心的分子标记。常用的标记筛选的方法主要有分离群体分群分析法(Bulked SegregantAnalysis)和近等基因系法(Near-isogenic Lines)。

随着生物技术的发展，棉花的分子标记的研究也日渐受到关注。目前被广泛应用于棉花的分子标记技术主要有RFLP，RAPD，AFLP，SSR，STS等，研究的领域涉及遗传图谱的构建、基因标记和基因定位、亲缘关系分析、品种纯度鉴定、标记辅助选择等多个方面，并取得了重要进展。

发明内容

本发明目的是以棉花同核异质系：细胞质雄性不育系P30A、保持系P30B以及它们的衍生系为基础，筛选与不育胞质和可育胞质相连锁的分子标记，以期定位棉花不育基因，为实际生产中三系杂交棉的育种提供辅助手段，并为进一步分离、克隆不育基因奠定基础。

本发明的另一个目的是提供与细胞质雄性不育(CMS)相连锁的分子标记；

本发明的再一个目的是提供所述的分子标记在棉花育种中的应用。

具体地，本发明利用同核异质系：细胞质雄性不育系P30A、保持系P30B以及它们的衍生系为基础，筛选与不育胞质和可育胞质相连锁的分子标记的方法包括如下步骤：

a).利用同核异质系：细胞质雄性不育系P30A、保持系P30B与其他棉花品种进行杂交，产生衍生系；

b).用CTAB法提取不育系和保持系的叶片总DNA；

c).RFLP分析，并对RFLP片段进行克隆和测序；

d).将RFLP标记向SCAR标记转化；

e).数据分析。

其中利用RFLP技术对细胞质雄性不育同核异质系进行筛选，获得RFLP标记，然后将其转化为SCAR标记，并对衍生系进行分析，从而获得标记与可育胞质和不育胞质之间的关系。